En images : New Horizons approche de Jupiter avant de s'élancer vers Pluton

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Une année après son lancement le 19 janvier 2006, la sonde américaine New horizons approche de Jupiter dont elle chatouillera la magnétosphère dans un mois, avant de prendre la direction de son lointain objectif, Pluton.

Le 28 février prochain, le vaisseau spatial le plus rapide jamais lancé...

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[ignorantus]

Sapristi ! La sonde New horizons approchera les 100 000 km/h après le coup de fronde jovien ! Soit l'équivalent Terre/Lune en environ 3 heures ! Remarquable !
Rien que sur cet aspect "vitesse" cet article suscite une foule de questions. Je vous les livre en vrac :
- D'abord, la technologie et le carburant utilisé (mélange d'oxygène liquide et nitrate si mon souvenir est exact mais à vérifier)
- Ensuite, ce que cela implique en matière d'accélération initiale. C'est en effet le paramètre "accélération" qui importe pour un vol humain éventuel. Car si Jupiter se trouve à un an de voyage, cela ouvre des perspectives à plus ou moins long terme. Cela signifie que les système joviens et saturniens sont explorables humainement dans un délai compatible avec la vie humaine. (à comparer avec l'année requise pour un vol humain vers Mars par exemple).

- Mais peut-on comparer un engin tel qu'une sonde avec un vol habité, avec ce que cela implique en terme de poids transporté ? quel est le "ratio" entre les deux ?
Sans compter qu'il faut autant d'énergie pour freiner un engin spatial que pour l'accélérer (sauf aérofreinage), d'où poids supplémentaire au départ = encore plus d'énergie au départ, etc. ..

- Pourquoi n'envoie-t-on pas des sondes type "news horizon" pour l'exploration martienne ?

- L'extraction de la gravité terrestre nécessite une bonne partie de l'énergie pour le lancement, d'où l'intérêt futur pour une base de lancement non terrestre (la Lune par exemple). Un lancement lunaire pourrait-il profiter de la gravité terrestre pour un effet de "fronde gravitationnelle" à l'image de Jupiter pour New Horizons, sachant que la lune est elle-même en orbite terrestre...

La réponse est sans doute évidente pour les habitués à la mécanique céleste mais je la pose tout de même car c'est toujours intéressant de réfléchir sur ce genre de problème...)

Effet de fronde

L’effet de fronde est provoqué par l’accélération gravitationnelle liée à la masse de la planète.
Mais n’est à aucun cas lié à la vitesse de rotation du corps (force centrifuge), ni à sa vitesse gravitationnelle. Un objet lancé de la Lune pourrait donc bien bénéficier de l’accélération gravitationnelle de la Terre, à condition de ne pas s’y écraser. Il faudrait donc une trajectoire suffisamment tangente à l’orbite terrestre pour pouvoir bénéficier de cet appoint.
Par contre, un objet continuera à bénéficier de la vitesse orbitale de la terre dans la direction de son lancement (par rapport à un référentiel supposé fixe comme le soleil). Mais à supposer qu’il demeure à la même distance de la terre (cas d’un satellite géostationnaire), va-t-il suivre l’orbite terrestre ou, avec le principe de la conservation du moment angulaire, suivre le mouvement de l’orbite terrestre ?
Si c’est le cas, ce que je crois, la sonde New Horizons va conserver ce moment angulaire et ne va pas se déplacer en ligne droite en direction de Pluton mais une courbe (vue du soleil), composition de sa vitesse propre, du moment angulaire et de sa vitesse orbitale initiale…Aïe, ça devient compliqué

Voilà les questions "brutes de décoffrage" qu'un tel article me pose dans l'immédiat.

[Michel (mmy)]

Bonjour,

100000 km/h, ça fait 27.8 km/s, soit à peu de chose près la vitesse de la Terre dans le repère héliocentrique. C'est à dire ma vitesse dans ce système. Je vais aussi vite que New Horizons!

Une telle vitesse, en tant que telle, ne demande rien de plus que ce que demande le lancement de n'importe quelle sonde quittant l'influence terrestre... Pas si remarquable que cela!

Cordialement,

[Michel (mmy)]

Ceci dit, précisons...

New Horizons a été lancée dans la direction du vecteur vitesse de la Terre, soit donc d'entrée à de 30 km/s en héliocentrique. La vitesse par rapport à la Terre en fin de combustion était très élevée, de l'ordre de 12 km/s. Mais relatif au Soleil ça pouvait faire 42 km/s!

La vitesse a diminuée depuis, par perte due à la gravité terrestre, et due à la gravité du Soleil. Le coup de fronde permet de gagner une partie de la vitesse orbitale de Jupiter, soit, 13.7 km/s (le chiffre indiqué est de 6.2 km/s), ce qui compense un peu ce qui a été perdu...

L'un des problèmes des news sur ce type de sujet est qu'elles mélangent les vitesses par rapport au Soleil et par rapport à la Terre (en particulier la vitesse de New Horizons par rapport à la Terre varie de +/- 30 km/s dans l'année...), et oublient de donner l'ordre de grandeur des vitesses "normales" dans le système solaire, soit de l'ordre de quelques à quelques dizaines de km/s.

Cordialement,

[ignorantus]

Certes, certes, tout est relatif comme aurait dit Albert mais on ne m'ôtera pas de l'idée que parvenir à croiser l'orbite de Jupiter en une année, c'est une belle perf', compte tenu du fait que la rupture technologique attendue pour les voyages interplanétaires (voiles, propulsion ionique ou atomique) n'a pas encore eu lieu et que la sonde New Horizons a été lancé par un vecteur classique.
Comme je l'écrivais au début de mon post, l'échelle intéressante, c'est le temps humain et à ce niveau, les perspectives d'exploration, automatiques ou non, commencent à entrer dans des paramètres "raisonnables" à l'échelle d'une vie humaine ce qui n'était pas encore le cas avec les sondes précédentes.
Du coup, si on excepte l'aspect "budget" on va voir forcément une accélération des projets, retombées scientifiques, nouveau lancements etc... Bref, une accélération du temps...

[AUBERT Dominique]

Pour ceux qui ont des possibilités de contacts ou de correspondances avec la Nasa; pourraient-ils demander à la NASA de pointer les caméras et instruments de détections vers Uranus et vers Neptune et/ou leurs satellites, lorsque la sonde New Horizons sera à la distance perpendiculaire (tangentielle) la plus proche de chacune de ces planètes ? – (à moins qu'il y ait déjà pensé…)

[ignorantus]

Je pense que sur une mission comme celle-ci, ils exploitent au maximum possible les possiblités techniques d'exploitation scientifique et il n'est pas concevable à mon avis qu'ils "oublient" de pointer leur instrument sur des sujets comme Neptune ou Uranus;..ou alors, ils sont vraiment distraits!

Par contre, il me semble avoir lu que tous les instruments de la sonde allaient être mis en sommeil jusqu'à l'approche de Pluton pour économiser l'énergie...
Ils faudrait vérifier aussi que la trajectoire de la sonde approche suffisemment ces corps pour que l'observation nous en donne un peu plus que depuis la terre ce qui n'est pas ssi évident compte tenu de la dimension des orbites.
Les instruments sont aussi adaptés, calibrés et paramétrés je suppose pour une mission spécifique (Pluton et la ceinture de Kuiper).
Il doit être possible d'envoyer des messages à la Nasa sur leur site mais de là à espèrer qu'ils soient lus par le Directeur, c'est une autre affaire. En fait, sous le sigle Nasa, il y a un gigantesque réseau d'universités, d'organismes publics liés par contrat aux grands constructeurs : c'est vraiment une grosse machine : on s'en rend compte en parcourant leur site considérable (même une chaine de TV que je regarde parfois grâce à l'ADSL).
Je ne suis pas spécialiste mais c'est mon sentiment par rapport à votre suggestion.

[Michel (mmy)]

Bonsoir,

Envoyé par ignorantus

Ils faudrait vérifier aussi que la trajectoire de la sonde approche suffisemment ces corps pour que l'observation nous en donne un peu plus que depuis la terre ce qui n'est pas ssi évident compte tenu de la dimension des orbites.

A ce que je vois (là) ce n'est pas le cas pour Uranus, la distance minimale entre la sonde et Uranus ne sera pas beaucoup plus petite que la distance Uranus-Terre!

Même pour Neptune, la distance minimale apparaît de l'ordre de la moitié de la distance Neptune-Terre, Hubble ou même des instruments à la surface de la Terre donnent vraisemblablement de meilleures images.

Cordialement,

[AUBERT Dominique]

Oui, j'ai lu, moi aussi que les instruments seront mis en sommeil après Jupiter.
Et c'est pour cela que je me posais la question.

Par rapport au schéma; les planètes vont continuer à parcourir leurs orbites en s'éloignant, et le point tangentiel apparaîtra certainement plus tôt, mais effectivement les distances peuvent être trop importantes par rapport à la sensibilité des instruments embarqués. Ceci n'empêcherait pas cependant de voir les systèmes Uraniens et Neptuniens sous un autre angle et de faire de nouvelles mesures par triangulation pour vérifier les orbites, vérifier les masses, etc.

Ensuite, bien plus tard, bien plus tard … voici une excellente sonde pour vérifier ''l'anomalie Pionner''…

[AUBERT Dominique]

Ha ! au fait les amis; j'ai les ''certificates No.62579 and No.62581 included on compact disc of NEW HORIZONS MISSION''.

[ignorantus]

J'espère que vous y avez inscrit un mot gentil pour les plutoniens. Parce que, à mon avis, ils sont plutôt fachés , à ce jour, qu'on ait déclassé leur globe sans leur demander leur avis, par référendum par exemple.

[AUBERT Dominique]

Oui!...''Nous venons sans intention malveillante et que la paix soit avec vous''...

[uneautreterre]

Bonjour.
le mot "jupitérien", utilisé dans l'article me froisse un peu l'oreille. Mot (vieux) dico ne connait que "jovien".

[JPL]

Le petit Robert le connaît.

[Gabriel]

"Ignorantus", je partage ton enthousiasme. Cette sonde "New Horizons" partant vers Pluton, incite au rève.

Pluton, 10ème planète du système solaire et 1ère planète de la ceinture de kuiper ...

100.000 km/h est-ce par rapport à la terre ou au soleil ?

Vu par rapport au soleil, on pourrait dire que la sonde suit une parabole, un peu comme un caillou qu'on lance en l'air, donc sa vitesse ralentie jusqu'à s'annuler au sommet de la parabole ?
"New Horizon" après être passé à côté de Pluton, restera t'elle en orbite autour du soleil ou bien quittera t'elle définitivement le système solaire ?

[Michel (mmy)]

Bonsoir,

100.000 km/h est-ce par rapport à la terre ou au soleil ?

Par rapport au Soleil. La vitesse par rapport à la Terre peut alors varier de 60 km/s (200000 km/h) à 0 ou même moins (se rapprocher). La vitesse par rapport à la Terre ne serait pas vraiment significative...

Envoyé par Gabriel

"New Horizon" après être passé à côté de Pluton, restera t'elle en orbite autour du soleil ou bien quittera t'elle définitivement le système solaire ?

Il me semble avoir compris qu'elle est en trajectoire hyperbolique, c'est à dire l'amenant à s'éloigner indéfiniment du Soleil.

Cordialement,